DE2259219C3 - High temperature furnace and its application - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Öfen zur Behandlung von Materialien bei hohen Temperaturen, insbesondere auf dem Gebiete der Metallurgie und Keramik. Die Arbeitstemperaturen werden häufig durch die Eigenschaften der Gefäßwerkstoffe begrenzt.The invention relates to ovens for treating materials at high temperatures, in particular to the field of metallurgy and ceramics. The working temperatures are often determined by the properties the vessel materials are limited.

So ist z. B. die Reaktionstemperatur eines Glasversatzes häufig begrenzt durch die Verfügbarkeit warmfester Edelmetallegierungen. Die Temperatur, bei der ein Erz eingeschmolzen werden kann, wird begrenzt durch die Reaktionsgeschwindigkeit der Schlacke mit dem feuerfesten Zustellmaterial der Öfen. Derartige Reaktionen wurden bisher bei Temperaturen über 2000⁰C nur in aufwendigen und speziellen Vorrichtungen, die für großtechnische Verfahrensweise ungeeignet sind, durchgeführtSo is z. B. the reaction temperature of a glass offset is often limited by the availability of heat-resistant precious metal alloys. The temperature at which an ore can be melted down is limited by the reaction speed of the slag with the refractory lining material of the furnaces. Such reactions have so far only been carried out at temperatures above 2000 ^° C. in complex and special devices which are unsuitable for large-scale procedures

Die Erfindung betrifft nun ein Ofensystem zur Behandlung von Materialien bei hohen Temperaturen in Form eines Außenmantels, der sich um eine vertikale Achse drehen läßt und innen eine feuerfeste Auskleidung oder Zustellung aufweist schließlich Vorrichtungen zur Drehung des Ofensystems um die vertikale Achse sowie Zuführungen für Chargierung, Beheizungsmöglichkeiten und Austragöffnung für das Reaktionsgut The invention now relates to a furnace system for treating materials at high temperatures in Form of an outer jacket that can be rotated around a vertical axis and inside a refractory lining or infeed finally has devices for rotating the furnace system around the vertical Axis as well as feeds for charging, heating options and discharge opening for the reaction material

Nach der Erfindung gelingt die Erschmelzung von hochschmelzenden Produkten in dem Ofen, indem dieses Material durch ein Plasma oder einen Lichtbogen aufgeheizt wird bis zum Niederschmelzen. Dabei wird der Ofen um eine vertikale Achse gedreht, so daß die sich bildende Schmelze einen flüssigen Wandüberzug in Form eines Rotationsparaboloids an der Innenfläche des Ofens bildet.According to the invention, the melting of high-melting products in the furnace succeeds by this material is heated by a plasma or an electric arc until it melts down. It will the furnace rotated about a vertical axis so that the melt forming a liquid wall coating in Forms a paraboloid of revolution on the inner surface of the furnace.

Der erfindungsgemäße Ofen wird vorzugsweise kontinuierlich betrieben, indem dauernd Material aufgegeben und Schmelze ausgetragen wird. Dazu ist eine entsprechende Einstellung von Chargiergeschwin-• digkeit, Wärmeangebot, Kühlgeschwindigkeit, Gasgeschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit des Ofens erforderlich. Durch Veränderung dieser ParameterThe furnace according to the invention is preferably operated continuously by continuously adding material abandoned and melt is discharged. For this purpose, a corresponding setting of the charging speed • speed, heat supply, cooling speed, gas speed and rotation speed of the furnace necessary. By changing these parameters

jo lassen sich Verweilzeit und Arbeitstemperatur sowie die Austraggeschwindigkeit je nach Wunsch einstellen.jo can be dwell time and working temperature as well as the Adjust the discharge speed as required.

Das erfindungsgemäße Ofensystem wird anhand der F i g. näher erläutert.
F i g. 1 ist ein axialer Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ofensystem;The furnace system according to the invention is illustrated in FIGS. explained in more detail.
F i g. 1 is an axial cross-section through a furnace system according to the invention;

F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Ofens von F ι g. 1 mit dem elektrischen Regelkreis; dieF i g. 2 shows a schematic representation of the furnace from FIG. 1 with the electrical control circuit; the

F i g. 3, 4, 5 und 6 sind schematische Ansichten verschiedener Ausführungsformen des Heizsystems; die F i g. 7, 8 und 9 zeigen axiale Schnitte, an denen sich die verschiedenen Möglichkeiten der Sammlung und Austragung der Schmelze vom Ofenboden ersehen lassen.F i g. 3, 4, 5 and 6 are schematic views of various embodiments of the heating system; the F i g. 7, 8 and 9 show axial sections showing the various possibilities of collection and Let the melt discharge from the furnace floor be seen.

Das Ofensystem nach Fig. 1 wird beheizt mit HilfeThe furnace system according to FIG. 1 is heated with the aid

■15 eines Lichtbogens, der von einem Plasmastrahl in der Ofendecke zu einer sich verzehrenden Anode aus Kohlenstoff in der Austrittsöffnung des Ofens geführt wird. Der Ofen selbst besteht aus dem Mantel 1 parabolischer, zylindrischer oder sonstiger Form, getragen von dem Stahlmantel 2 auf den Rollenlagern 3 ifür die Ratation um eine vertikale Achse. Der Stahlmantel 2 wird mit variabler Geschwindigkeit über einen Riementrieb durch die Rolle 4 angetrieben (Antriebsmotor nicht gezeigt). Der untere Teil des Mantels ist über eine Isolierung 5 mit dem Abstichteil 6 verbunden. Das ganze Ofengefäß wird mit Wasser gekühlt 7. Die Ofenauskleidung kann verschiedenster Art sein und hängt von dem vorzunehmenden technischen Prozeß ab. Bei einem keramischen Schmelzofen besteht die Auskleidung aus einer Zustellung 8 in unmittelbarer Nähe des gekühlten Ofenmantels. Diese keramische Zustellung wird von einem flüssigen keramischen Überzug 9 geschützt, der innerhalb des Ofens stabil in parabolischer Form gehalten wird und durch das Plasma im Ofen aufgeheizt ist. Die Ofendecke besteht aus einem mit feuerfester Zustellung versehenen Stahldeckel zur Vermeidung übermäßiger Wärmeverluste. In der in Fig. 1 gezeigten■ 15 of an arc that emanates from a plasma jet in the furnace roof to a consuming anode Carbon is guided in the outlet opening of the furnace. The furnace itself consists of the jacket 1 parabolic, cylindrical or other shape, carried by the steel jacket 2 on the roller bearings 3 for the ratation around a vertical axis. The steel jacket 2 is over at variable speed a belt drive driven by the roller 4 (drive motor not shown). The lower part of the The jacket is connected to the tapping part 6 via an insulation 5. The whole furnace vessel is filled with water refrigerated 7. The furnace lining can be of various types and depends on the type of furnace to be used technical process. In a ceramic furnace, the lining consists of a Infeed 8 in the immediate vicinity of the cooled furnace jacket. This ceramic lining is made by a liquid ceramic coating 9 protected, the is held in a stable parabolic shape inside the furnace and is heated by the plasma in the furnace is. The furnace roof consists of a steel cover with a refractory lining to prevent it excessive heat loss. In the one shown in FIG

Ausführungsform wird die Wärme durch einen Lichxbogen aus dem Plasmabrenner 10 innerhalb des Ofendekkels erzeugt Dieser Brenner wird nach dem nicht übertragenden Prinzip gestartet, indem der Schalter 11 (Fig.2) geschlossen wird. Nachdem sich ein stabiles Plasma ausgebildet hat, wird der Schalter geöffnet und der Stromkreis wird dann über die einstellbare Kohleanode 12 geschmolzen. Die Wärme des Plasmas im Ofen bewirkt das Niederschmelzen der äußersten Schicht der Ofenauskleidung unter Bildung eines stabilen paraboloiden Films, der durch die Zentrifugalkraft an Ort und Stelle gehalten wird. Durch Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Ofens kann die Flüssigkeit absinken und gelangt zu der Abstichöffnung 13.Embodiment is the heat through a Lichxbogen generated from the plasma burner 10 within the furnace cover. This burner is not after the transmitting principle started by the switch 11 (Fig.2) is closed. Having a stable Plasma has formed, the switch is opened and the circuit is then melted via the adjustable carbon anode 12. The warmth of the plasma in the furnace causes the outermost layer of the furnace lining to melt down to form a stable parabolic film held in place by centrifugal force. By If the rotation speed of the furnace is reduced, the liquid can sink and reach the tap opening 13th

Die bevorzugte Arbeitsweise ist jedoch die kontinuierliche Zugabe von frischem Gut, z. B. über Chargieröffnung 14. Auf diese Weise wird die Flüssigkeitsschicht dauernd erneuert und baut sich innerhalb des Ofengefäßes auf. Sie wird durch die Zentrifugalkraft an der Zustellung gehalten. Wird die Zentrifugalkraft vermindert, so fließt die Schmelze ab und kann ausgetragen werden über 13. Es ist offensichtlich, daß das System selbststabilisierend ist und daß die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsaustrags von der Chargiergeschwindigkeit abhängt.The preferred mode of operation, however, is the continuous addition of fresh material, e.g. B. via charging opening 14. In this way the liquid layer is constantly renewed and builds up inside the furnace vessel on. It is held in place by centrifugal force. If the centrifugal force is reduced, so the melt flows off and can be discharged via 13. It is obvious that the system is self-stabilizing and that the speed of the liquid discharge depends on the charging speed depends.

In manchen Fällen ist es erforderlich, einen Ring aus beschichtetem Metall oder feuerfestem Material (nicht gezeigt) vorzusehen, um einen Verlust an Schmelze am oberen Ende des parabolischen Films zu vermeiden und zu gewährleisten, daß die gesamten flüssigen Erzeugnisse über den Abstich 13 ausgetragen werden können. Es gibt jedoch auch Fälle, wo es wünschenswert ist, flüssige Produkte über den oberen Rand des Tiegels abzuziehen.In some cases it is necessary to use a ring made of coated metal or refractory material (not shown) to avoid loss of melt at the top of the parabolic film and to ensure that all of the liquid products can be discharged via the tap 13. It however, there are also cases where it is desirable to withdraw liquid products over the top of the crucible.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Beheizungsmöglichkeit ist nur eine der für das Ofensystem brauchbare. Man kann ein Gleichstromplasma allein nach dem nicht übertragenden Prinzip wie in F i g. 3 angedeutet, anwenden, wenn eine intensivere Beheizung erforderlich ist, indem die Lanze exzentrisch am Ofendeckel montiert wird. Man kann aber auch einen Wechselstrombogen (nicht gezeigt) anwenden. Der Bogen kann nach dem übertragenden oder nicht übertragenden Prinzip zwischen Plasmabrenner und einer festen Elektrode (F i g. 2) erzeugt werden. In diesem Fall kann sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom benutzt werden und die Übertragung kann stattfinden zwischen zwei oder mehreren Plasmastrahlen (F i g. 5). Bei einer derartigen Ausführungsform kann man 3 Plasmastrahlen, zweckmäßigerweise vom Ofendeckel kommend, mit Gleichstrom betreiben. Dreiphasiger Wechselstrom wird den Brennern zugeführt und bewirkt eine sehr intensive Beheizung des Ofeninhalts.The heating option shown in Fig. 1 and 2 is only one of the useful for the furnace system. Man can a direct current plasma alone according to the non-transmitting principle as in FIG. 3 indicated, use if more intense heating is required by placing the lance eccentrically on the furnace lid is mounted. However, an alternating current arc (not shown) can also be used. The bow can according to the transmitting or non-transmitting principle between plasma torch and a fixed Electrode (Fig. 2) are generated. In this case, both direct current and alternating current can be used and the transfer can take place between two or more plasma jets (Fig. 5). At a Such an embodiment can be 3 plasma jets, Appropriately coming from the furnace lid, operate with direct current. Three-phase alternating current is fed to the burners and causes the contents of the oven to be heated very intensively.

Bei einer weiteren Ausführungsforni (Fig.4, jedoch mit 3 Kohleelektroden) für sehr wirksamen und wirtschaftlichen Betrieb sind drei sich verzehrende Elektroden aus Kohlenstoff einstellbar vorgesehen. Der dreiphasige Lichtbogen wird zwischen den Elektroden gezündet, während diese in der Mitte des Ofens zusammengehalten werden. Nach Zünden des Lichtbo- w gens werden die Elektroden auseinanderbewegt und so zurückgezogen, daß der Bogen, wie in Fig.4B angedeutet, den Ofenraum erfüllt. Ein Gleichstromplasmastrahl kann zur Stabilisierung des Lichtbogens herangezogen werden. Sobald die innerste Schicht der Ofenzustellung geschmolzen ist, wird sie leitend, wenn sie nicht gekühlt wird. Der Bogen wird dann auf die dünne Flüssigkeitshaut auf der Ofenwandung übertragen. Dann erfolgt die Beheizung aufgrund des Widerstandes gegen den Stromdurchgang. Unter diesen Bedingungen erfolgt eine sehr wirksame Aufheizung des Gutes. Werden die Elektroden dauernd nachgestellt, so ist eine kontinuierliche Betriebsweise möglich. Es ist nicht notwendig, einen Gasstrom in den Ofen zu leiten, wenn dieser derart betrieben wird, jedoch kann man gegebenenfalls dem Ofen die gewünschte Gasatmosphäre zuführen. Wenn erforderlich, kann auch mit oxidierender Atmosphäre irn Ofen gearbeitet werden, z. B. zur Verhinderung der Verdampfung von Bestandteilen aus einem Glasversatz. Dies erreicht man auch mit einem Kohlelichtbogen als Wärmequelle, jedoch wird in diesem Fall Inertgas (z. B. Argon oder Stickstoff) in eine die Kohleelektroden umgebende Abschirmung eingeleitet, während das oxidierende Gas (z. B. Luft oder Sauerstoff) in den Ofen selbst eingeführt wird. Eine ähnliche Ausführungsform kann man anwenden bei sich nicht verzehrenden, z. B. wassergekühlten Metallelektroden, wenn dies gewünscht wird.In a further embodiment (Figure 4, but with 3 carbon electrodes) for very effective and economical operation, three consumable electrodes made of carbon are provided adjustable. The three-phase arc is struck between the electrodes while they are held together in the center of the furnace. After ignition of the electric arc w gens are moved apart from the electrodes and so withdrawn, that the sheet, as indicated in Figure 4B, satisfies the furnace chamber. A direct current plasma beam can be used to stabilize the arc. Once the innermost layer of the furnace lining has melted, it becomes conductive if it is not cooled. The sheet is then transferred to the thin skin of liquid on the furnace wall. Then the heating takes place due to the resistance to the passage of current. Under these conditions, the goods are heated very effectively. If the electrodes are continuously readjusted, continuous operation is possible. It is not necessary to pass a gas stream into the furnace when it is operated in this way, but the desired gas atmosphere can be fed into the furnace if necessary. If necessary, it is also possible to work with an oxidizing atmosphere in the furnace, e.g. B. to prevent the evaporation of components from a glass offset. This can also be achieved with a carbon arc as a heat source, but in this case inert gas (e.g. argon or nitrogen) is introduced into a shield surrounding the carbon electrodes, while the oxidizing gas (e.g. air or oxygen) enters the furnace itself is introduced. A similar embodiment can be applied to non-consuming, e.g. B. water-cooled metal electrodes, if so desired.

Eine Vielzahl weiterer Formen von Plasmastrahlen mit sich verzehrenden oder sich nicht verzehrenden Elektroden ist der Fachwelt geläufig. Die Anwendung von Gleichstrom, einphasigem oder mehrphasigem Wechselstrom ist möglich. Eine weitere mögliche Wärmequelle ist die Induktionsheizung, entweder durch induktive Beheizung des Ofeninhalts selbst oder indem ein induKtiv aufgeheiz'es Gas in den Ofen eingeleitet wird. Bei ersterer Ausführungsform muß die Außenwand des Ofens aus isolierendem Material (z. B. Silica) bestehen, während die inneren Schichten, die anfänglich durch Hilfsmittel aufgeheizt werden, induktiv zu beheizen sind mit Hilfe von stationären Spulen rund um das parabolische Ofengefäß (F i g. 6).A variety of other forms of plasma jets with consumable or non-consumable Experts are familiar with electrodes. The use of direct current, single-phase or multi-phase Alternating current is possible. Another possible source of heat is induction heating, either through inductive heating of the furnace content itself or by introducing an inductively heated gas into the furnace will. In the first embodiment, the outer wall of the furnace must be made of insulating material (e.g. silica) exist, while the inner layers, which are initially heated by auxiliary means, become inductive are heated with the help of stationary coils around the parabolic furnace vessel (Fig. 6).

Das erfindungsgemäße Ofensystem mit der einen oder anderen Beheizungsart kann zum Erschmelzen oder zur Reaktion unterschiedlichster Materialien herangezogen werden. In der einfachsten Ausführungsform ist das Ofensystem mit einem keramischen Material ausgekleidet. Die innere Fläche kann, wie erwähnt, geschmolzen werden. Es wird dauernd keramisches Material nachchargiert, dieses wird niedergeschmolzen und verläßt den Abstich zum Abguß, z. B. für die Herstellung von Fasermaterial oder dergleichen.The furnace system according to the invention with one or the other type of heating can be used for melting or used to react different materials. In the simplest embodiment, the furnace system is with a ceramic Lined material. As mentioned, the inner surface can be melted. It will last ceramic material is recharged, this is melted down and leaves the tapping for casting, z. B. for the production of fiber material or the like.

Man kann dem Ofen auch zwei oder drei Materialien aufgeben und diese dann zur Reaktion bringen. Wird ein entsprechendes Oxidgemisch aufgegeben, eingeschmolzen und umgesetzt unter Bildung der flüssigen Wand, so erreicht man eine gute Umsetzung und Homogenisierung der Schmelze, was besonders zweckmäßig ist in der Glasherstellung für die Glasfasererzeugung.You can also put two or three materials into the furnace and then make them react. Becomes a corresponding oxide mixture abandoned, melted down and converted to form the liquid wall, see above a good conversion and homogenization of the melt is achieved, which is particularly useful in of glass production for fiber optic production.

Durch die im Ofen herrschenden extrem hohen Temperaturen erreicht man sehr schnelle Umsetzung und hohe Leistungen, was insbesondere für die Glaserzeugung von Bedeutung ist. Die Reaktion findet statt in einer dünnen Schicht, und zwar als nicht-viskose Schicht unter der Zentrifugalkraft. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Gasentwicklung, die bei der Glasherstellung oft zu schweren Problemen führen kann, sehr schnell und die Blasen können durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft sehr schnell in der Mittelzone und damit heißesten Zone austreten.The extremely high temperatures in the furnace mean that implementation is very rapid and high performance, which is particularly important for glass production. The reaction takes place instead of in a thin layer, namely as a non-viscous layer under the centrifugal force. Under these The development of gas takes place under conditions which often lead to serious problems in glass production can, very quickly and the bubbles can by the action of centrifugal force very quickly in the Exit middle zone and thus hottest zone.

Während die Aufgabe von Feststoffen größte Bedeutung für die Anwendung dieser Ofensysteme hat, kann man auch flüssige Reaktionsmittel und selbst auch Gase unter gewissen Umständen einbringen.While the task of solids is of the greatest importance for the application of these furnace systems, it is also possible to introduce liquid reactants and even gases under certain circumstances.

Es kann wünschenswert sein, eine Schmelze aus einem anderen Verfahren, z. B. eine metallurgischeIt may be desirable to use a melt from another process, e.g. B. a metallurgical

Schlacke, zu behandeln, oder es kann wünschenswert sein, gasförmige Produkte an den Flüssigkeitswänden einfach durch eine Kondensation oder eine Kondensation aufgrund einer chemischen Reaktion vorzunehmen, z. B. bei der Herstellung von Siliciumdioxid durch Reaktion von Siiiriumtetrachlorid mit Sauerstoff.Slag, treat, or it may be desirable to have gaseous products on the liquid walls simply by condensation or condensation due to chemical reaction, z. B. in the production of silicon dioxide by reacting Siiiriumtetrachlorid with oxygen.

Als Werkstoff für den wassergekühlten Ofenmantel wird üblicherweise Metall in parabolischer, konischer oder zylindrischer Form angewandt. Es kann in unmittelbarer Nähe des Ofenmantels ein flüssiges Produkt vorliegen, jedoch bevorzugt man ein festes. In vielen Fällen ist die mit dem Ofenmantel in Berührung stehende Schicht gleich oder ähnlich zusammengesetzt wie die flüssige innere Schicht, jedoch kann es unter gewissen Umständen wünschenswert sein, z. B. wegen der hohen Wärmedehnung solcher Materialien, dazwischen eine massive feuerfeste Zustellung vorzusehen. Dadurch ermöglicht man eine längere Ofenreise, da das Abfließen der Schmelze im Ofeninneren nur an der Oberfläche der Zustellung stattfindet und die Erosion an der feuerfesten Zustellung klein gehalten ist.The material used for the water-cooled furnace shell is usually metal in a parabolic, conical shape or cylindrical shape applied. There can be a liquid in the immediate vicinity of the furnace shell Product, but preference is given to a solid one. In many cases it is in contact with the furnace shell standing layer has the same or similar composition as the liquid inner layer, but it can be underneath be desirable in certain circumstances, e.g. B. because of the high thermal expansion of such materials, in between to provide a massive refractory lining. This enables a longer oven journey, since that The melt flows away inside the furnace only on the surface of the lining and the erosion occurs the refractory lining is kept small.

So wie die Chargierung kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen kann, kann auch der Austrag kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Nach einer Ausführungsform und bei entsprechender Ausgestaltung des Ofengefäßes kann der Ofen mit flüssigem Material beschickt werden, dann wird langsamer gefahren oder die Bewegung ganz gestoppt, so daß ein absatzweiser Austrag ermöglicht wird. Bei einer anderen Betriebsweise des Ofens wird kontinuierlich aufgegeben und das flüssige Produkt kontinuierlich abgezogen.Just as the charging can take place continuously or discontinuously, so can the discharge be carried out continuously or discontinuously. According to one embodiment and with a corresponding configuration the furnace vessel can be charged with liquid material, then it slows down driven or the movement stopped completely, so that a step-by-step discharge is possible. At a Another mode of operation of the furnace is continuously abandoned and the liquid product continuously deducted.

Die Flüssigkeit verläßt den Austrag als Tröpfenstrom oder -vorhang, wobei die Tröpfchen in einem Winkel nach außen unter dem Einfluß der Rotation des Austrags austreten. Dies ist nicht erwünscht, sonderen man strebt einen geregelten Strom an, den man erreichen kann durch eine zylindrische Sammelmanschette, die wassergekühlt sein kann und eine Auskleidung wie das Ofengefäß besitzt. Die F i g. 7 und 8 zeigen Ausführungsformen solcher Führungsmanschetten. Andere Ausgestaltungen sind möglich, z. B. wie in F i g. 9 gezeigt, ein Vorherd. Der so erhaltene Flüssigkeitsstrom gelangt dann zur Weiterverarbeitung, wie Abschrecken zum Erhalt metastabiler Produkte, Granulieren, Formen. Faserherstellung oder dergleichen.The liquid leaves the discharge as a stream or curtain of droplets, with the droplets at an angle to the outside under the influence of the rotation of the discharge. This is not wanted, it is one strives for a regulated flow that can be achieved through a cylindrical collecting cuff, which can be water-cooled and has a lining like the furnace vessel. The F i g. 7 and 8 show Embodiments of such guide sleeves. Other configurations are possible, e.g. B. as in FIG. 9 shown a forehearth. The liquid flow obtained in this way then goes to further processing, such as quenching to obtain metastable products, granulating, molding. Fiber manufacture or the like.

Wie oben bereits darauf hingewiesen, bilden die zweite wichtige Klasse von Produkten Gase oder Dampfe. Diese können über einen Abzug aus dem Ofendeckel oder aus dem Austrag für das flüssige Produkt gewonnen werden. Unter bestimmten Umständer., z. B. für eine metallurgische Gasnhasenreaktion. kann es erforderlich werden, einen Dampf mit einem Reaktionsgas (z. B. Luft oder Sauerstoff) zu behandeln, um ein feines Oxidpulver zu erhalten, welches gekühlt und in üblicher Weise ausgetragen wird.As pointed out above, gases or form the second important class of products Fumes. These can be extracted from the furnace lid or from the discharge for the liquid Product can be obtained. Under certain circumstances., z. B. for a metallurgical gas phase reaction. it may be necessary to treat a steam with a reaction gas (e.g. air or oxygen), to obtain a fine oxide powder which is cooled and discharged in the usual way.

Es ist offensichtlich, daß sich das erfindungemaße Ofensystem für die verschiedensten Prozesse eignet Im folgenden werden einige wesentliche erläutert Es handelt sich dabei um einfache Schmelzvorgänge einer feuerfesten Komponente, einem Schmelzen eines Gemischs feuerfester Komponenten, so daß eine Reaktion stattfindet und ein Material gewonnen wird, welches als Glas oder als Keramik dienen kann; schließlich metallurgische Gasphasenreaktionen, bei denen eine oder mehrere flüchtige Komponenten von flüssiger Schlacke oder Erz getrennt werden, weiters metallurgische Schmelzvorgänge, wobei ein Oxid, einIt is obvious that the furnace system according to the invention is suitable for a wide variety of processes Some essentials are explained below. These are simple melting processes of a refractory component, a melting of a mixture of refractory components so that a Reaction takes place and a material is obtained which can serve as glass or ceramic; finally, metallurgical gas phase reactions in which one or more volatile components of liquid slag or ore can be separated, furthermore metallurgical smelting, where an oxide, a

Oxidgemisch oder andere Metallverbindungen reduziert werden zu Metallschmelzen. Anhand dieser Anwendungsbeispiele sollen auch die verschiedenen Wärmequellen erläutert werden.Oxide mixtures or other metal compounds are reduced to molten metal. Look at this Application examples should also be used to explain the various heat sources.

Beispiel 1example 1

Niederschmelzen eines feuerfesten Materials, z. B.TonerdeMelting down a refractory material, e.g. B. Clay

Der Ofen kann mit jeder der oben erwähnten Beheizungsarten betrieben werden. Der äußere Teil der Ofenauskleidung besteht aus Tonerde und liegt an dem gekühlten Ofenmantel an. Die Zustellung kann gestampft sein oder nach dem Schlickergußverfahren bei rotierendem Ofen erhalten werden. Der Ofen wird beheizt mit Hilfe eines Piasmas oder Lichtbogens. Die innerste Zone der Zustellung schmilzt. Dann wird pulverförmige Tonerde aufgegeben, die insbesondere oben niederschmilzt und unter der Schwerkraft durch den Ofen abwärts fließt. Ein Tröpfchenstrom verläßt den Ofen.The furnace can be operated with any of the heating types mentioned above. The outer part of the The furnace lining is made of alumina and rests against the cooled furnace shell. The delivery can be stamped be obtained by the slip casting process with a rotating furnace. The furnace will heated with the help of a piasm or an electric arc. the innermost zone of the infeed melts. Then powdered clay is applied, in particular melts at the top and flows downwards through the furnace under gravity. A stream of droplets leaves the oven.

Durch entsprechende Einstellung der Aufgabegeschwindigkeit, der Stromenergie und der Ofendrehungsgeschwindigkeit ist es möglich, die Temperatur am Ofenaustritt einzustellen oder, wenn diskontinuierliche Prozeßführung gewünscht wird, ist dies ohne weiteres auch möglich. Für das Niederschmelzen von Tonerde lassen sich drei unterschiedliche Heizsysteme anwenden, nämlich:By setting the feed speed, the electricity and the furnace rotation speed accordingly it is possible to adjust the temperature at the furnace outlet or, if discontinuous If process control is desired, this is also possible without further ado. For melting down alumina three different heating systems can be used, namely:

a) Plasmastrahl nach dem übertragenden Prinzip:a) Plasma jet according to the transferring principle:

Ein Plasmastrahl wurde vom Deckel in -nicht übertragendem Zustand mit Argon (3 l/min), Stromstärke 265 A, Spannung 35 V, betrieben. Die elektrische Schaltung ist in Fig. 2 angedeutet. Nach einer Minute wurde der Bogen an die Graphitelektrode 12 übertragen, die sich durch den Tiegel von unten in den Ofenraum erstreckt, und zwar durch Einstellung des Widerstands im Stromkreis zwischen der Anode und dem Schalter 11. Sobald der Plasmastrahl übertragen ist, wird der Schalter 11 geöffnet und die ganze Kraft fließt nun zu der Graphitelektrode, die in die Austragszone des Ofens auf hydraulische Weise oder über ein Führungsgewinde zurückgezogen wird. Die elektrischen Bedingungen sind jetzt 170 V, 210 A, 35. 7 kW. Nach einer weiteren Minute haben sich diese Parameter stabilisiert auf 110 V. 250 A. 27,5 kW. Letztere Daten entsprechen dem Betriebszustand des aufgeheizten Ofens. Unter diesen Bedingungen ist das Plasma ruhig, und der Strom geht zum Teil über die flüssige keramische Masse.A plasma jet was from the lid in a non-transferring state with argon (3 l / min), current intensity 265 A, voltage 35 V. The electrical circuit is indicated in FIG. To one minute the arc was transferred to the graphite electrode 12, which extends through the crucible of extends down into the furnace chamber by adjusting the resistance in the circuit between the anode and the switch 11. As soon as the plasma jet is transmitted, the switch 11 opened and all the force now flows to the graphite electrode, which is in the discharge zone of the furnace is withdrawn hydraulically or via a guide thread. The electrical conditions are now 170 V, 210 A, 35.7 kW. After another minute, these parameters have changed stabilized at 110 V. 250 A. 27.5 kW. The latter data correspond to the operating status of the heated furnace. Under these conditions that is Plasma calm, and the current partly goes through the liquid ceramic mass.

Unter diesen Bedingungen ist eine kontinuierliche Aufgabe in den Ofen und ein kontinuierlicher Abzug von geschmolzener Tonerde (41.7 g/min) unter einem Energieaufwand von 27,5 kW entsprechend einem Leistungsgewicht von 11 kWh/kg möglich. Das sind natürlich nicht die optimalen Werte, sondern man kann noch Verbesserungen in der Heizleistung erreichen.Under these conditions there is a continuous feed into the furnace and a continuous exhaust of molten alumina (41.7 g / min) with an energy input of 27.5 kW corresponding to a Power-to-weight ratio of 11 kWh / kg possible. Of course, these are not the optimal values, but you can still achieve improvements in heating performance.

b) Kohlelichtbogenb) carbon arc

Ein kontinuierliches Niederschmelzen mit Hilfe eines Kohlelichtbogens als Wärmequelle ist möglich. Zu diesem Zweck dient eine 2-Elektroden-Gleichstrom-Kohlenstofflichtbogen-Einheit die in den Ofendeckel eingesetzt wird. Die beiden Elektrodenspitzen werden aneinander gebracht (F i g. 4A, ohne Plasmabrenner) und so der Lichtbogen gezündet Es wurde ein frei brennender Lichtbogen 116 A. 141V, 16,4 kW aufrecht erhalten. Beim Einjustieren derContinuous melting down using a carbon arc as a heat source is possible. to a 2-electrode direct current carbon arc unit is used for this purpose which is inserted into the furnace lid. The two electrode tips are brought together (FIG. 4A, without plasma torch) and so the arc was ignited a free-burning arc 116 A. 141V, 16.4 kW maintained. When adjusting the

Elektroden, so daß die Elektrodenspitzen nahe an die Ofenwand herankommen (F i g. 4B, ohne Plasmabrenner), geht der Bogen über auf das geschmolzene Keramikmaterial und arbeitet stabil und ruhig mit 120A, 130 V, 15,6 kW. Unter diesen Bedingungen schmilzt die Tonerdezustellung ab und die Schmelze tritt unten aus. Der Stromkreis zwischen den beiden Elektroden geht vollständig über die beiden Lichtbogen und durch das flüssige feuerfeste Material. Dies ist eine sehr wirksame Beheizungsart des Ofeninhalts, und zwar gilt das sowohl für einphasige als auch für mehrphasige Wechselströme.Electrodes so that the electrode tips come close to the furnace wall (Fig. 4B, without plasma torch), the arc goes over to the molten ceramic material and works steadily and calmly with it 120A, 130V, 15.6 kW. Under these conditions, the alumina lining melts and the melt exits below. The circuit between the two electrodes goes entirely through the two arcs and through the liquid refractory material. This is a very effective way of heating the contents of the oven, this applies to both single-phase and multi-phase alternating currents.

c) 2-Plasma-Brennerc) 2 plasma burners

Bei der dritten Versuchseinheit kann man Tonerde kontinuierlich einschmelzen bei einem übertragenden Lichtbogen zwischen 2 Brennern, wie dies schematisch in der F i g. 5 dargestellt ist.In the third experimental unit, alumina can be continuously melted down in the case of a transferring Arc between 2 burners, as shown schematically in FIG. 5 is shown.

Zwei spezielle konstruierte Plasmabrenner werden in den Ofendeckel eingeführt, der selbst hergestellt sein kann aus gestampftem Aluminiumoxid. Die beiden Brenner arbeiten zuerst in nicht übertragender Weise wie übliche Plasmabrenner. Nach einer anfänglichen Erhitzung geht jedoch der Stromkreis derart, daß nur ein Brenner als üblicher Brenner unter Bildung eines kleinen Produktionsplasmas arbeitet. Der zweite Brenner arbeitet auf einem kathodischen Potential gegenüber der ersten. Auf diese Weise geht der Elektronenstrom von der Kathode in Form des zweiten Brenners zu der Anode in Form des ersten, also Produktionsbrenners. Es bildet sich ein großer Plasmafeuerball innerhalb des Ofens. Mit zunehmender Erwärmung des Ofeninhalts strömt ein steigender Anteil des Stroms zwischen den beiden Brennern durch die Schmelze und nicht so sehr durch die Gasphase, wodurch die Wärmeübertragung wesentlich verbessert wird.
Bei stabiler Arbeitsweise ergeben sich folgendeTwo specially designed plasma torches are inserted into the furnace lid, which can be itself made from rammed aluminum oxide. The two torches initially work in a non-transmitting manner like conventional plasma torches. After an initial heating, however, the circuit goes in such a way that only one burner works as a conventional burner with the formation of a small production plasma. The second burner works at a cathodic potential compared to the first. In this way the electron flow goes from the cathode in the form of the second burner to the anode in the form of the first, i.e. production burner. A large plasma fireball forms inside the furnace. With increasing heating of the furnace contents, an increasing proportion of the current flows between the two burners through the melt and not so much through the gas phase, which significantly improves the heat transfer.
If the operation is stable, the following results

Parameter:Parameter:

Produktionsbrenner:Production burner:

arbeitet in Argon 40 l/min, 25 V, 132 A. 3,3 kW.
Übertragender Bogen:works in argon 40 l / min, 25 V, 132 A. 3.3 kW.
Transferring arc:

arbeitet unter Stickstoff 50 l/min 130 V, 320A,works under nitrogen 50 l / min 130 V, 320A,

42,3 kW.
Tonerde-Chargierung:42.3 kW.
Alumina charging:

kontinuierlich 0,9 kg/h.
Stromverbrauch, bezogen auf Schmelztonerde:continuously 0.9 kg / h.
Power consumption, based on fused alumina:

51 kWh/kg.51 kWh / kg.

Es wird darauf hingewiesen, daß obige Daten sich von kleinen, nicht optimalen Laborofen ableiten. Große Ofeneinheiten und verbesserte Konstruktion führen zu wesentlichen Steigerungen der WirksamkeitIt should be noted that the above data are derived from small, suboptimal laboratory ovens. Size Oven units and improved construction lead to significant increases in efficiency

Beispiel 2Example 2

Einschmelzen eines Gemischs von feuerfesten
MaterialienMelting a mixture of refractories
materials

Ein gießfähiges Gemisch von Quarzit, Tonerde und Bariumoxid wurde hergestellt (1500 g SiO2<0,4mm; g Al₂O3<0,13mm; 300 g feinstes Bariumoxid) durch Anmachen mit Wasser; der gießfähige Schlicker in einen Rotierofen eingegossen. Nach Drehen des Ofens über Nacht wurde er abgestellL Die mittlerweile fest gewordene Keramikmasse konnte an der Luft trocknen. Sie wurde durch Plasmaheizung in situ bei etwa 800⁰C leicht gebrannt Abschließend wird die gebrannte Zustellung mit Hilfe von Plasma bis zumA pourable mixture of quartzite, alumina and barium oxide was produced (1500 g SiO2 <0.4mm; g Al ₂ O3 <0.13mm; 300 g finest barium oxide) by mixing with water; the pourable slip is poured into a rotary oven. After turning the oven overnight, it was turned off. The ceramic mass, which had now set, was allowed to air dry. It was lightly fired by plasma heating in situ at about 800 ^° C. Finally, the fired lining is made with the aid of plasma up to

Abschmelzen der innersten Zone erhitzt. Diese wird kontinuierlich durch weitere Aufgabe von Pulvergemisch gleicher Zusammensetzung erneuert. Das Pulvergemisch reagiert an der inneren Fläche und fließt als Glas ab. Das Glas tritt am Austrittsende aus, wird schnell abgeschreckt und ergibt ein vollständig ausreagiertes Glasmaterial. Durch entsprechende Wärmebehandlung kann eine Kristallisation bewirkt werden und man erhält ein glaskeramisches Produkt. Unter Anwendung einer Beheizung mit 2 Plasmabrennern stellen sich bei kontinuierlichem Betrieb folgende .Parameter ein:Melting of the innermost zone heated. This is continuously achieved by adding more powder mixture renewed with the same composition. The powder mixture reacts on the inner surface and flows as Glass off. The glass emerges at the outlet end, is quickly quenched and results in a fully reacted one Glass material. Crystallization can be brought about by appropriate heat treatment and a glass-ceramic product is obtained. Using heating with 2 plasma torches The following parameters are set during continuous operation:

Produktionsbrenner:Production burner:

arbeitet in Argon 40 l/min, 25 V, 180 A, 4,5 kW. Obertragender Bogen:works in argon 40 l / min, 25 V, 180 A, 4.5 kW. Carrying bow:

arbeitet in Stickstoff 50 l/rr.in, 150 V, 300 A, 45 kW. Aufgabe an flüssigem Keramikprodukt:works in nitrogen 50 l / rr.in, 150 V, 300 A, 45 kW. Task on liquid ceramic product:

3,3 kg/h.
Stromverbrauch:3.3 kg / h.
Power consumption:

27 kWh/kg.27 kWh / kg.

Auch hier handelt es sich um einen kleinen Laborofen.This is also a small laboratory furnace.

Von besonderem Interesse ist die Möglichkeit der Herstellung voll ausreagierter Glasprodukte mit hohem Durchsatz. Insbesondere der oben erwähnte Glasversatz läßt sich nach üblichen Methoden nur schwer umsetzen. Nach kontinuierlicher Betriebsführung während einer gewissen Zeit sind die glasklaren Tröpfchen, die man durch Abschrecken mit Wasser erhält, im wesentlichen blasenfrei. Die Blasigkeit stellt bei bekannten Glasherstellungsverfahren wesentliche Probleme dar. Der Grund für das Fehlen der Blasen liegt darin, daß die Umsetzung und das Niederschmelzen des Glasversatzes hoch an der parabolischen Wand des Tiegels stattfindet, das ist in einem Bereich sehr hoher Temperatur und hoher Beschleunigung durch die Ofenrotation. Unter diesen Bedingungen hat das Glas geringe Viskosität und die Gasblasen können leicht durch Zentrifugaleinwirkung austreten.Of particular interest is the possibility of producing fully reacted glass products with a high Throughput. In particular, the above-mentioned glass offset can only be carried out with difficulty using conventional methods realize. After continuous operation for a certain period of time, the crystal-clear droplets, obtained by quenching with water, essentially free of bubbles. The blistering at known glass manufacturing processes pose significant problems. The reason for the absence of the bubbles lies in that the implementation and melting down of the glass offset high on the parabolic wall of the Crucible takes place, that is in an area of very high temperature and high acceleration due to the Oven rotation. Under these conditions, the glass has a low viscosity and the gas bubbles can easily escape by centrifugal action.

Es ist nicht erforderlich, das Glas als Tröpfchen zu sammeln. Man kann den Strom auch kontinuierlich abgießen (und wenn erwünscht, abschrecken), oder aber die Geschwindigkeit der Ofendrehung wird periodisch herabgesetzt, wenn eine große Charge an Glasschmelze vorliegt Unter dieser absatzweisen Betriebsführung erhält man abgegossene Stäbe aus Glas oder Keramik, indem die Schmelze z. B. in Graphitformen eingegossen wird. Diese Rohlinge lassen sich dann thermisch oder mechanisch weiterverarbeiten.It is not necessary to collect the glass as droplets. You can also run the current continuously pour off (and quench if desired), or the speed of the furnace rotation becomes periodic reduced if there is a large batch of molten glass under this batch management you get cast rods made of glass or ceramic by the melt z. B. cast in graphite molds will. These blanks can then be further processed thermally or mechanically.

Beispiel 3 Metallurgische Darnpfphasen-ReaktionExample 3 Vapor Phase Metallurgical Reaction

Die Ofenauskleidung besteht aus einer fein aufgemahlenen, zinnhaltigen Schlackenmischung, angemacht zu einem Gießschlicker unter Anwendung eines organischen Kieselsäureesters als Bindemittel. Nach Trocknen und leichtem Brennen unter Anwendung von Plasmabeheizung wird die Schlackenauskleidung stark aufgeheizt so daß die innerste Zone abschrnilzt Es wird dann kontinuierlich weiter feinteilige Schlacke aufgegeben und in neutraler Atmosphäre weiter erhitzt Die flüchtigen Zinnverbindungen werden aus dem Metall ausgeschieden. Sie entweichen mit dem Gasstrom, der nach Einblasen von Luft den Ofen verläßtThe furnace lining consists of a finely ground, tin-containing slag mixture, made into a casting slip using an organic Silicic acid ester as a binder. After drying and light firing using plasma heating the slag lining is strongly heated so that the innermost zone is cut off. It is then continuously further fine-grained slag is added and further heated in a neutral atmosphere volatile tin compounds are precipitated from the metal. They escape with the gas flow, the leaves the furnace after blowing in air

Die Zinnverbindungen werden nun in feines, voluminöses Zinnoxid umgewandelt welches in Zyklonen oderThe tin compounds are now converted into fine, voluminous tin oxide which in cyclones or

Filtersäcken oder elektrostatischen Staubabscheidern gewonnen werden kann.Filter bags or electrostatic dust collectors can be obtained.

Die Wirkungsweise dieses Verfahrens ergibt sich aus folgendem: Eine magere Zinnschlacke, enthaltend 2,41% Zinn, wird — wie oben — zu einer Ofenauskleidung verarbeitet. Der Ofen wird dann mit Hilfe eines Gleichstrom-Lichtbogens abgezogen aus dem Plasmastrahl von dem Ofendeckel zu einer Kohleelektrode, die durch den Abstich in den Ofenraum hineinreicht (F i g. 1) aufgeheizt, bis ein Gleichgewicht erreicht wird und kein Rauch oder Schlacke entweichen. Der Ofen wird dann kontinuierlich mit der zinnhaltigen, feinpulvrigen Schlacke beschickt. Die Dämpfe werden entweder durch Abziehen durch einen Kamin am Deckel des Ofens oder zusammen mit der geschmolzenen Schlacke über den Abstich aufgefangen. Vorzugsweise zieht man die Gasatmosphäre natürlich über den Ofendeckel ab. Die Aufgabegeschwindigkeit betrug 52 g/min, Stromaufnahme 31,5 kW, entsprechend einem Stromverbrauch, bezogen auf Schlacke, von 10,1 kWh/kg. Die Ofengase werden mit Luft gekühlt und dann in einem Zyklon oder einem Filtersack das im wesentlichen reine Zinnoxid abgeschieden.This method works as follows: Containing a lean tin slag 2.41% tin is - as above - processed into a furnace lining. The furnace is then using a DC arc drawn from the plasma jet from the furnace lid to a carbon electrode, which by tapping into the furnace chamber (Fig. 1) heated until an equilibrium is reached and no Smoke or slag escape. The furnace is then continuous with the tin-containing, finely powdered Slag charged. The vapors are either drawn off through a chimney on the lid of the In the furnace or together with the molten slag via the tap. Preferably one draws the gas atmosphere is naturally removed via the furnace lid. The feed rate was 52 g / min, power consumption 31.5 kW, corresponding to a power consumption, based on slag, of 10.1 kWh / kg. the Furnace gases are air cooled and then essentially pure in a cyclone or filter bag Tin oxide deposited.

Die am Abstich ausgetragene Schlacke wird mit Wasser abgeschreckt, getrocknet und analysiert Eine solche Schlacke enthielt unter diesen Bedingungen 0,41% Zinn, woraus hervorgeht, daß 83% des ursprünglichen Zinngehalts der Schlacke auf diese Weise gewonnen werden konnten. Die Ausbeute ergibt, daß angenähert 100% der flüchtigen Zinnverbindungen in den Zyklonen oder Filtersäcken gewonnen werden konnten. Der Strombedarf in einem kleinen Ofen betrug 505 kWh/kg Zinn.The slag discharged from the tap is quenched with water, dried and analyzed such slag contained 0.41% tin under these conditions, indicating that 83% des the original tin content of the slag could be recovered in this way. The yield shows that approximately 100% of the volatile tin compounds are recovered in the cyclones or filter bags could. The electricity demand in a small furnace was 505 kWh / kg tin.

In gleicher Weise lassen sich blei- und zinkhaltige Schlacken unter reduzierenden Bedingungen verarbeiten, so daß man aus der Ofenatmosphäre die Metalloxide erhalten kann. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, diese Dampfphasenreaktion in Gegenwart von Sulfiden, Chloriden oder anderen Substanzen zur Erhöhung der Flüchtigkeit der Metalle durchzuführen.In the same way, slag containing lead and zinc can be processed under reducing conditions, so that the metal oxides can be obtained from the furnace atmosphere. In some cases it is advantageous to use this vapor phase reaction in the presence of sulfides, chlorides or other substances Increase the volatility of the metals.

Beispiel 4Example 4

Verdampfen eines keramischen Materials —
carbothermisch^ ReduktionEvaporation of a ceramic material -
carbothermal ^ reduction

4040

4545

In dem erfindungsgemäßen Ofen läßt sich eine keramische Substanz aus dem flüssigen Zustand vollständig verdampfen. Die Ofenauskleidung wurde durch Schlickerguß aus tonerdehaltigem Material hergestellt Unter hohem Wärmeangebot bei neutraler oder reduzierender Ofenatmosphäre wird der flüssigen Ofenwand kontinuierlich feinpulverige Tonerde und Kohlenstoff in feinster Verteilung in annähernd stöchiometrischem Verhältnis zugeführt. Aluminiumoxid schmilzt an der Ofenauskleidung, setzt sich mit Kohlenstoff um und verflüchtigt sich vollständig in Form von Al, AI2O und CO. Die Ofengase werden unter inerten Bedingungen abgeschreckt. Man erhält ein Produkt, welches freies Aluminiummetall ist, oder es wird rückoxidiert zu außerordentlich feinem Aluminiumoxid. Es kann auch mit anderen sehr feinen feuerfesten Pulvern umgesetzt werden. Carbide, Nitride oder Boride lassen sich auf diese Weise herstellen. Dieses Beispiel zeigt die vollständige Verdampfung eines Ansatzes und die carbothermische Reduktion von MciälloXidcn.In the furnace according to the invention, a ceramic substance can be removed from the liquid state evaporate completely. The furnace lining was made of alumina material by slip casting The liquid is produced under a high heat supply in a neutral or reducing furnace atmosphere Furnace wall continuously fine powdered alumina and carbon in the finest distribution in approximately supplied to a stoichiometric ratio. Aluminum oxide melts on the furnace lining, settles with it Carbon around and completely volatilized in the form of Al, AI2O and CO. The furnace gases are under quenched in inert conditions. A product is obtained which is or is free aluminum metal is reoxidized to form extremely fine aluminum oxide. It can also be very fine with others refractory powders are implemented. Carbides, nitrides or borides can be produced in this way. This example shows the complete evaporation of a batch and the carbothermal reduction of MciälloXidcn.

Beispiel 5
MetallverhüttungExample 5
Metal smelting

Der Ofen wurde ausgekleidet mit einem feuerfesten Werkstoff, z. B. Aluminiumoxid, Magnesit oder dergleichen. Unter hohem Wärmeangebot und reduzierender Atmosphäre wird als Reduktionsmittel Erdgas dem Qfen zugeführt. Chargiert wird kontinuierlich Eisenoxid, welches sehr schnell zu metallischem Eisen reduziert wurde und eine Schmelzschicht bildete, die über die Aluminiumoxid-Zustellung des Ofens hinunterläuft und gleichzeitig eine flüssige Wand zum Schutz der Zustellung bildete. Wenn gewünscht, kann man Schlackenbildner zufügen. Ist die Schlacke leichter als Eisen, so bildet sie die innerste Schicht und bleibt auf dem flüssigen Eisen, welches seinerseits an der feuerfesten Zustellung anliegt. Die beiden Flüssigkeitsschichten ziehen abwärts durch den Ofen und werden dann in einem Vorherd oder dergleichen getrennt Das anfallende Roheisen kann in üblicher Weise auf Stahl verarbeitet werden. Gegebenenfalls kann man durch entsprechende Wahl der Ofenbedingungen direkt zu einem Stahl gelangen.The furnace was lined with a refractory material, e.g. B. alumina, magnesite or the like. With a high supply of heat and a reducing atmosphere, natural gas is used as the reducing agent Qfen fed. Iron oxide is continuously charged, which quickly reduces to metallic iron and formed a layer of enamel that ran down over the furnace's alumina liner and at the same time formed a liquid wall to protect the lining. If desired, you can Add slag former. If the slag is lighter than iron, it forms the innermost layer and stays on the liquid iron, which in turn rests against the refractory lining. The two layers of liquid pull down through the furnace and become then separated in a forehearth or the like. The resulting pig iron can be converted to steel in the usual way are processed. If necessary, you can choose the furnace conditions directly reach a steel.

In gleicher Weise lassen sich Ferrolegierungen durch Reduktion der entsprechenden Oxidgemische herstellen. Selbstverständlich kann man auch andere Metalle und deren Legierungen auf diese Weise verhütten.Ferro alloys can be produced in the same way by reducing the corresponding oxide mixtures. Of course, other metals and their alloys can also be smelted in this way.

Das erfindungsgemäße Ofensystem wurde bisher an einem Tiegel mit vertikaler Drehachse und parabolischer, flüssiger Wand erläutert. Selbstverständlich kann unter gleichen Voraussetzungen die Drehachse auch etwas zur Vertikalen geneigt sein. Der Rotationskörper der flüssigen Wand ist dann nicht ideal ein Paraboloid.The furnace system according to the invention was previously based on a crucible with a vertical axis of rotation and a parabolic, liquid wall explained. Of course, under the same conditions, the axis of rotation can also be slightly inclined to the vertical. The body of revolution of the liquid wall is then not ideally a paraboloid.

Hierzu 3 ölatt zeichnungenTo this end, 3 Ölatt drawings

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hochtemperatur-Ofen mit Ofenmantel drehbar um eine etwa vertikale Achse und einer feuerfesten Auskleidung, sowie Mittel zur Drehung des Ofens, zur Chargierung und zum Abstich, sowie Mittel zur Beheizung des Ofeninhalts, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand das flüssige Schmelz- oder Reaktionsprodukt aus dem zu verarbeitenden Gut eine flüssige Wand des Ofens bildet1. High-temperature furnace with furnace jacket rotatable around an approximately vertical axis and one refractory Lining, as well as means for rotating the furnace, for charging and tapping, and means for Heating of the furnace contents, characterized in that in the operating state the liquid Melt or reaction product from the material to be processed, a liquid wall of the furnace forms 2. Hochtemperatur-Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung des Ofeninhalts ein Plasmabrenner am Ofendeckel und im Ofenabstich eine Gegenelektrode angeordnet sind. 2. High-temperature furnace according to claim 1, characterized in that a plasma torch is arranged on the furnace cover and a counter electrode in the furnace tap for heating the furnace contents. 3. Hochtemperatur-Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmabrenner exzentrisch im Ofendeckel angeordnet ist.3. High-temperature furnace according to claim 1, characterized in that the plasma torch is arranged eccentrically in the furnace lid. 4. Hochtemperatur-Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofendeckel drei sich verzehrende Kohlenstoffelektroden vorgesehen sind und diese für das Zünden der Lichtbogen verstellbar montiert sind4. High-temperature furnace according to claim 2, characterized in that there are three in the furnace lid Consuming carbon electrodes are provided and these are used for igniting the arc are adjustably mounted 5. Hochtemperatur-Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Stabilität des Lichtbogens ein Gleichstrom-Plasmabrenner vorgesehen ist.5. High temperature furnace according to claim 4, characterized in that to improve the Stability of the arc a direct current plasma torch is provided. 6. Anwendung des Ofens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Einschmelzen von einem Glasversatz oder einem keramischen Material, indem man aus dem Versatz oder dem Ausgangsgemisch die Ofenzustellung herstellt, durch die Beheizungsvorrichtung die innerste Zone der Zustellung abschmilzt, dieser immer wieder frisches Ausgangsmaterial zuführt und schließlich die Schmelze am Austrag abzieht.6. Application of the furnace according to one of claims 1 to 5 for melting down a Glass offset or a ceramic material by taking from the offset or the starting mixture the furnace lining produces the innermost zone of the through the heating device The infeed melts, this keeps supplying fresh raw material and finally the Draws off the melt at the discharge. 7. Anwendung des Ofens nach Anspruch 6 mit einem Lichtbogen oder zwei Plasmabrennern, wobei der eine der Arbeitsbrenner ist und der andere für diesen kathodisches Potential besitzt.7. Application of the furnace according to claim 6 with an arc or two plasma torches, wherein one is the working burner and the other has cathodic potential for it. 8. Anwendung des Ofens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verhüttung von metallhaltigen Schlacken durch Abscheidung der verflüchtigten Metallverbindungen aus der Ofenatmosphäre, insbesondere von Zinn, Zink oder Blei.8. Use of the furnace according to one of claims 1 to 5 for smelting metal-containing Slag due to the deposition of the volatilized metal compounds from the furnace atmosphere, in particular of tin, zinc or lead. 9. Anwendung des Ofens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Metallverflüchtigung unter carbothermischer Reduktion.9. Application of the furnace according to one of claims 1 to 5 for metal volatilization under carbothermal reduction. 10. Anwendung des Ofens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verhüttung von metallhaltigen Materialien, wie Erze, gegebenenfalls mit Schlackenbildnern. 10. Use of the furnace according to one of claims 1 to 5 for smelting metal-containing Materials such as ores, possibly with slag formers.